ZigBee智能家居系统介绍

主编：史新华  物联传感

摘要：介绍了一种基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统。***阐述了该系统的组成、通讯协议以及无线节点的软硬件设计。该系统在传统的有线家居网络系统的基础上使用ZigBee技术，使其具有成本低、功耗低、覆盖范围大的特点。特别是其符合IEEE802.15.4协议，利用系统与其它符合标准的产品的互联，具有良好的通用性和可扩展性。

    在智能家居系统中，将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去花在综合布线上的费用和精力，而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。随着无线网络技术的进一步发展，必将大大促进家庭网络智能化的进程。
本文介绍的智能家居无线网络系统采用ZigBee技术，它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，符合IEEE802.15.4协议，是IEEE工作组专门为家庭短距离通讯制定的新标准。

1 物联传感ZigBee技术简介
物联传感运用ZigBee技术的主要优点有：（1）省电：两节五号电池可使用长达六个月到两年左右的时间；（2）可靠；采用了碰撞避免机制；（3）成本低；（4）时延短；（5）网络容量大；（6）安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，各种应用可以灵活确定其安全属性。
ZigBee技术的特点完全符合家庭网络通讯的需要，因此选择ZigBee技术构建智能家居无线网络系统。
2 智能家居无线网络系统
      wulian系统以家庭为单位进行设计安装，每个家庭都安装一个家庭网关、若干个无线通讯ZigBee子节能模块。在家庭网关和每个子节点上都接有一个终端传感器，，通过这些无线网络传感器，数据在网关和子节点之间进行传送。其系统组成如图1所示。
下面介绍各部分的结构及功能。
家庭网关的结构及功能为：
（1）采用物联网zigbee无线技术构架；
（2）通过门锁进行自动设防/解防；
（3）遇***或***，按紧急按钮，自动向管理中心报警；
（4）每家每户配有自己的网页，通过网页显示小区通知、系统各部分工作状况及数据；
（5）水、电、气各表数据发给牧业管理中心；
（6）通过以太网与小区管理中心通讯；
（7）通过网关上的无线ZigBee（IEEE802.15.4）模块与网络中各子节点进行通讯。
ZigBee无线通讯子节点的功能为：
通过无线通讯IEEE802.15.4协议及家庭网关通讯。
3 通讯协议
    本文介绍的基于ZigBee技术的智能家居无线网络系统，由于其具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性的特点，将成为智能家居系统中的又一亮点，必将给现代智能家居系统带来一场新的变革。